山东大学张玉忠教授团队在定鞭藻光系统I超复合物结构、功能及进化方面取得新进展

学术 2024-12-20 08:37 广东

导读

山东大学微生物技术国家重点实验室张玉忠教授团队在Proceedings of the National Academy of Sciences of The United States Of America(PNAS)杂志在线发表了题为"Structural insights into the assembly and energy transfer of haptophyte photosystem I-light-harvesting supercomplex"的研究论文。张玉忠教授、英国利物浦大学刘鲁宁教授、华中农业大学高军教授和山东大学赵龙生研究员为该论文的共同通讯作者。山东大学博士生何飞宇、硕士生曲芯霄为并列第一作者，山东大学为第一作者单位和通讯作者单位。

光合作用为几乎所有生命形式提供必需的食物和养分，在维持大气中的碳氧平衡方面发挥至关重要的作用。光系统I（photosystem I, PSI）是光化学反应中关键的组成部分。迄今为止，多种红色谱系的PSI–LHCI结构已被解析，其中包括红藻PSI–LHCR、隐藻PSI–ACPI、硅藻PSI–FCPI和甲藻PSI–AcpPCI。这些PSI–LHCIs结构的差异揭示了它们在红色谱系质体进化和生理适应中的特定位置，但定鞭藻PSI–LHCI的精确结构尚不清楚。

定鞭藻门的藻类是重要的单细胞海洋浮游植物，在海洋生态系统和全球生化平衡中发挥着至关重要的作用，并被认为是最古老的真核光自养生物类群之一，对于理解光合浮游植物进化具有重要意义。本研究通过冷冻电镜单颗粒分析技术解析了定鞭藻Isochrysis galbana光系统I–捕光复合物I（PSI–iFCPI）超复合体的结构（图1）。定鞭藻PSI核心包含12个亚基，相较于红藻和隐藻丢失了PsaO，同时含有硅藻和甲藻缺失的PsaK。22个捕光天线亚基（iFCPIs）围绕PSI核心呈三层排列。

图1 定鞭藻PSI–iFCPI超复合物的整体结构

模拟计算得出的激发能传递速率表明，PSI–iFCPI内复杂的色素网络能够确保激发能的高效传递（图2）。定鞭藻iFCPIs与隐藻ACPIs和硅藻FCPIs相比含有更多的Chls c，其中一些额外的Chls c有助于iFCPIs之间的能量传递。

图2 定鞭藻PSI–iFCPI超复合物的能量传递路径

定鞭藻的PSI核心和iFCPIs可能具有不同的起源。质体编码的PSI核心亚基来自隐藻，而核编码的iFCPIs则来源于硅藻（图3）。

图3 红色谱系PSI–LHCI超复合物可能的进化发展

该研究不仅为揭示了定鞭藻PSI–iFCPI的光捕获和能量传递机制提供了结构基础，还为深入理解红色谱系藻类PSI–LHCIs结构的进化多样性提供了依据。

张玉忠教授研究团队长期从事藻类光合作用的研究，成果发表在Nature Plants（2020, 6: 869）、Nature Communications（2024,15:2392; 2024, 15:4999）、The Plant Cell (2023, 35: 2449）、Plant Physiology（2022, 190: 1883）上。本次在PNAS上发表的研究成果是该团队藻类光合作用研究中的又一个新进展。

该论文由山东大学、中国海洋大学、英国利物浦大学和华中农业大学相关学者合作完成，该研究得到了国家自然科学基金重点项目、科技部重点研发计划等项目的资助。

来源：山东大学

化学加

十年品牌明星号，投稿 gongjian@huaxuejia.cn，合成化学产业资源聚合服务平台，SixMol六摩尔仪器设备供应商。央视两次报道，化学加APP已编入大学教科书，2014年11月13日创设。化学加，加你更精彩！

最新文章

超百所大学，获批全国重点实验室！

国家杰青、中山大学化学学院章明秋教授逝世，年仅63岁

【分析检测】土壤检测、水质检测、气体检测、农产品、食品检测、消费品检测、医学检测、固废检测

青岛科技大学刘希恩教授团队2024年在能源电催化领域取得系列进展

天津科技大学司传领团队在木质纤维素基硅碳电极材料应用领域取得重要进展

【VIP供应商】廊坊鹏彩精细化工有限公司：硫酸氢钾、盐酸羟胺、无水氯化钙、二水氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化镁、磷酸二氢钙……

六摩尔®商城——实验室仪器设备供应平台

西北工业大学黄维院士、谷龙教授和南京工业大学安众福、马会利教授JACS：温度自适应的X射线有机闪烁体

【直播】08:45 | 纳米化学生物学

国家自然科学基金委化学科学部召开2024年度重大项目中期评估暨财务中期检查会议

中南大学王平山教授/刘叠副教授团队在光催化剂领域取得新进展

山东大学李兴伟教授团队在铑催化炔烃对映发散性氢胺化合成轴手性烯烃方面取得新进展

【VIP供应商】武汉鼎信通药业有限公司：地那维林、尼莫唑、二甲胺四环素盐酸盐、甲萘醌、羟基频哪酮视黄酸酯

【12月20日-22日】化学加SixMol仪器设备与您相约海南有机化学前瞻论坛（HOCO-2024）

学生一人老师一人，发表Nature一篇！

中国科学技术大学顾振华团队Angew：新型联吡啶配体的设计合成及应用

厦大团队同一天2篇Nature，一作从本科到博士付出八年半辛勤努力！

中国工程院发布2024全球工程前沿、全球十大工程成就

山东大学张玉忠教授团队在定鞭藻光系统I超复合物结构、功能及进化方面取得新进展

东华大学宣为民特聘研究员课题组在多酸基金属有机框架领域再获新进展

【项目合作】纳米金属粉末制造设备（电爆法）

香港科技大学林振阳课题组和全杨健课题组JACS：硼催化“Chain-Walking”

2022年疫情期间化学加组织的杰出科学家线上直播报告，开始剪辑上传二次开放啦

【招聘】中国科学院理化所微纳材料与技术前沿交叉研究中心诚聘英才加盟

东北师范大学毕锡和课题组Acc. Chem. Res.：单原子骨架编辑

厦大化院六名博士生获批2024年度国家自然科学基金青年学生基础研究项目

【直播】12月20日 | 南开大学化学学院李博副教授《框架催化材料：调控化学反应的“魔法棒”》

西北农林科技大学裴志超教授团队在AIE前药骨架MOF纳米递药体系靶向抗肿瘤研究方面取得进展

中南大学喻桂朋教授团队在多孔催化氧化取得新进展

【VIP供应商】陕西萃康医药科技有限公司

【招聘】北京化工大学邱介山教授团队诚聘教授/副教授和博士后 – 能源化工、材料化工、多相催化

常州大学朱卫国团队Angew：窄带近紫外有机发光材料再突破！

JACS：水相中分子筛酸催化的新机制

【定制合成】定制DPP-P、脲的合成、药物筛选、三氮唑化合物合成、氢呋喃合成、Cepacin A合成

总投资10亿元！河北八亿时空药业有限公司高级医药中间体及原料药项目一期正式投产

华东理工大学朱为宏院士与张维伟特聘研究员团队光催化绿氢制备研究新进展

【VIP供应商】广州市爱宕科学仪器有限公司ATAGO折光仪、旋光仪、pH计、糖度计，盐度计、粘度计、二氧化碳糖度检测仪

【直播】12月21日 | 第二届“化学生物学系列青年论坛” | 第四期“纳米化学生物学”

【讲座视频】国家杰青、南开大学化学学院朱守非教授：铁催化烯烃和炔烃的加成反应研究

【讲座视频】华中师范大学化学学院吴安心教授：复杂化学系统——自组织反应网络

【讲座视频】浙江大学王凯歌研究员：基于热解工艺的生物质分质分级综合利用研究

【招聘】天津大学史志远团队招聘科研助理

“3+1+4”本博贯通！天津大学化工学院大四可完成博士70%+课程

中山大学戴宗/潘逸航/许宇智团队JACS：核酸适体变构型探针实现m6A去甲基化酶FTO的无延时成像分析

深圳大学董海峰团队Angew：近红外光触发的级联纳米平台助力抗肿瘤联合治疗

广东：发力生物医药赛道跑出发展“加速度”

【VIP供应商】珠海市科特丽生物技术有限公司：一家集科研、生产、销售于一体的化妆品原料供应商

【招聘】西湖大学RNA化学生物学方凌澜课题组招聘启事

【招聘】年薪30万-70万！湖南大学王建锋团队招聘博士后研究人员

Nat. Catal.：铜催化烷基卤的对映收敛二氟甲基化反应

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉